80年前洞穴实验揭示：人体生物钟并非精准24小时

80年前洞穴实验揭示：人体生物钟并非精准24小时

1938年，芝加哥大学的纳塞尼尔·克莱德曼（Nathaniel Kleitman）教授与他的研究助理布鲁斯·理查森（Bruce Richardson）共同进行了一项极端的科学研究。这项研究需要特别的奉献精神，或许迄今为止还没有任何研究能与其相提并论。

克莱德曼和理查森把他们自己当成了实验小白鼠。他们带着足够6个星期的食物、水和两张废弃的高脚医疗床，住到肯塔基州的猛犸洞（Mammoth Cave）里，这是地球上极深的洞穴之一——事实上，由于过于深邃，它的最深处完全无法探测到阳光渗透。正是在这种黑暗中，克莱德曼和理查森才能够证明一项惊人的科学发现，它将告诉我们：人类的昼夜节律为大约一天（即circadian），而不是正好一天。

克莱德曼和理查森面对的实验问题很简单：当日夜循环的光线被切断后，他们睡眠和清醒的生物节律，包括体温，是会变得完全不稳定，还是会与其他在外面接触节律性日光照耀的人们保持一致呢？他们一共在黑暗中度过了32天。除了积攒了浓密的面部须发外，他们在这个过程中也有了两大突破性的发现。

第一个发现是，人类会在阻绝外界阳光的情况下，形成自己的内源性昼夜节律。也就是说，克莱德曼和理查森都没有随机地醒来和入睡，而是表现出了一种可预测的、重复性的模式，即有较长时间的清醒状态（约15个小时），并伴随有大约9个小时的睡眠。

第二个出乎意料且意义更重大的发现是，他们规律性循环的“睡眠—清醒”周期并不是精确的24小时，而是始终确切地超过了24小时。理查森当时二十多岁，“睡眠—清醒”的周期为26-28小时。而四十多岁的克莱德曼的周期有点接近24小时，但仍然比24小时长。因此，当移除外部的日光影响时，每个人体内形成的“一天”时间并不正好是24小时，而是稍长一点。

既然我们天生的生物节律并不是精确的24小时，那么我们大概需要一个新的命名：昼夜节律——即大约一天的周期，而不是精确的一天。在克莱德曼和理查森进行这项开创性实验的八十多年后，我们确定了一个成年人的体内生物钟平均持续时间大约是24小时15分钟。它与地球的24小时自转周期相差得不算太多，但也不是任何一个有职业自尊的瑞士钟表匠能够接受的精确计时。

值得庆幸的是，我们大多数人并不生活在猛犸洞里，也不是生活在类似的黑暗环境中。我们通常会感受到来自太阳的光线，调整我们不精确的、运行时间过长的生物钟。阳光就像转动走时不准确的手表侧面旋钮的食指和大拇指，有条不紊地每天重置我们不准确的内部时钟，将其“调”回精确的24小时，而不是大约的24小时。

24小时生物时钟坐落在大脑中央一处被称为视交叉上核（suprachiasmatic nucleus）的地方。视交叉上核由2万个神经元组成，它会对从每只眼睛沿着视神经传送到大脑后部进行视觉处理的光信号进行“抽样分析”，利用可靠的光信号来校准不准确的内在时间，将其重置为精确的24小时周期，从而防止任何偏差。

视交叉上核控制着大量行为，包括文章开头问题的重点：你何时想入睡和醒来。对于白天活动的昼行性物种（比如人类）来说，昼夜节律会在白天激活大脑和身体的许多机制，使你保持清醒和警觉。这些过程会在夜间逐渐变得低缓，从而消除产生警觉性的影响。

尽管人类显示出一种固定的24小时作息模式，每个人各自的高峰和低谷却有着明显的差异。对一些人来说，他们在白天很早的时候就达到清醒状态的高峰，而睡眠的低谷也在入夜后早早到来。这些都是“晨型人”，大约占总人口数的40%。他们更倾向于在清晨时分醒来，并且很乐意这样做，他们在一天的这个时候会拥有最理想的工作效率。

另一些人则是“夜型人”，约占人口总数的30%。他们更喜欢很晚入睡，第二天上午很晚才起，甚至下午才起床。剩下30%的人处于早晚两型之间，稍微倾向于夜型人，我自己就是其中之一。

一部分人更喜欢很晚入睡，第二天上午很晚才起

你可能会将这两类人分别称为“早起鸟”和“夜猫子”，这种早起性或熬夜性被称为睡眠类型（chronotype）。与“早起鸟”不同，“夜猫子”无论多么努力地尝试，仍然常常无法在夜里入睡。只有在第二天凌晨时分，“夜猫子”才能够迷迷糊糊地睡过去。因为晚睡，“夜猫子”当然会强烈地抵触早起。在这段时间里，他们无法正常工作，其中一个原因就是，尽管他们“醒着”，但他们的大脑在整个清晨仍然处于一种类似睡眠的状态。在一个叫作前额叶皮质的区域尤其如此，它位于眼睛上方

克莱德曼的实验揭示了一个重要事实：我们的生物钟并非精确的24小时，而是略长于此。这意味着如果没有外界光线的调节，我们的作息时间会逐渐延迟。这解释了为什么在没有闹钟的情况下，我们往往会比设定的起床时间晚起。

在现代社会，我们面临着前所未有的生物钟挑战：

1. 人造光源的普及打破了自然的昼夜节律
2. 不规律的生活方式打乱了生物钟
3. 跨时区旅行导致时差反应
4. 夜班工作对生物钟的长期干扰

这些因素都可能导致生物钟紊乱，进而影响睡眠质量、工作效率，甚至身体健康。那么，我们该如何调整自己的生物钟，保持健康的生活节奏呢？

1. 保持规律的作息时间
   每天尽量在同一时间上床睡觉和起床，即使在周末也不例外。这有助于稳定你的生物钟。

2. 充分利用自然光
   白天尽量多接触自然光，尤其是在早晨。自然光是调节生物钟的最佳工具。

3. 控制晚间光照
   晚上减少蓝光暴露，避免在睡前使用电子设备。可以考虑使用蓝光过滤器或佩戴防蓝光眼镜。

4. 适度运动
   定期运动有助于调整生物钟，但避免在睡前进行剧烈运动。

5. 注意饮食
   规律的饮食习惯也有助于维持生物钟的稳定。避免晚餐过晚或过量。

6. 调整咖啡因摄入
   避免在下午晚些时候摄入咖啡因，因为它可能干扰睡眠。

克莱德曼和理查森在80多年前的实验，不仅揭示了人体生物钟的秘密，也为我们理解现代生活中的睡眠问题提供了重要线索。通过了解生物钟的工作原理，我们可以更好地调整自己的生活方式，保持健康、高效的生活节奏。